1.模块代码的编写
以简单的hello world模块为例
创建文件/home/adamas/hello-module/hello.c
/*
* $Id: hello.c,v 1.5 2004/10/26 03:32:21 corbet Exp $
*/
#include
#include
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
static int hello_init(void)
{
printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");
return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
2.构建模块（写Makefile）
1）你可以把模块代码放入到内核源代码树中，如在/drivers/char/下创建自定义的字符设备模块。
需要修改父目录的Makefile以及Kconfig，若自己创建了一个文件夹，还需要在这个文件夹中自定义Makefile和Kconfig。方法省略了。
2）你也可以在内核源代码树外构建模块。如我们现在采用的方式：
创建文件/home/adamas/hello-module/Makefile
obj-m := hello.o
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build #若目标内核不是对应本系统可直接指定
PWD := $(shell pwd)
default: #或者是modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) SUBDIRS=$(PWD) modules
这是一个最简单的。
若有多个模块，可以写成
obj-m := hello.o another.o
若一个模块有多个源文件，那么再增加一行就可以了
obj-m := hello.o
hello-objs := hello1.o hello2.o hello3.o
然后make就可以看到多了一些文件，其中就有hello.ko
-bash-3.2$ make
make -C /lib/modules/2.6.26.6-49.fc8/build SUBDIRS=/home/b/w/adamas/C/hello-module LDDINCDIR=/home/b/w/adamas/C/hello-module/../include modules
make[1]: Entering directory `/usr/src/kernels/2.6.26.6-49.fc8-i686'
CC [M] /home/b/w/adamas/C/hello-module/hello.o
Building modules, stage 2.
MODPOST 1 modules
CC /home/b/w/adamas/C/hello-module/hello.mod.o
LD [M] /home/b/w/adamas/C/hello-module/hello.ko
make[1]: Leaving directory `/usr/src/kernels/2.6.26.6-49.fc8-i686'
-bash-3.2$ ll
total 152
-rw-r--r-- 1 adamas member 400 2008-12-28 18:56 hello.c
-rw-r--r-- 1 adamas member 61842 2008-12-28 19:15 hello.ko
-rw-r--r-- 1 adamas member 497 2008-12-28 19:15 hello.mod.c
-rw-r--r-- 1 adamas member 33436 2008-12-28 19:15 hello.mod.o
-rw-r--r-- 1 adamas member 29424 2008-12-28 19:15 hello.o
-rw-r--r-- 1 adamas member 314 2008-12-28 19:15 Makefile
-rw-r--r-- 1 adamas member 0 2008-12-28 19:01 Module.markers
-rw-r--r-- 1 adamas member 48 2008-12-28 19:15 modules.order
-rw-r--r-- 1 adamas member 0 2008-12-28 19:01 Module.symvers
3.安装模块
此步骤是“把模块代码放入到内核源代码树中”时，需要做的
在Makefile中增加：
modules_install:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
然后指行：
-bash-3.2$ make modules_install
将模块安装到/lib/modules/$(VERSION) /kernel/下的相应位置
下面给出一个典型的Makefile
obj-m := hello.o
# Assume the source tree is where the running kernel was built
# You should set KERNELDIR in the environment if it's elsewhere
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
# The current directory is passed to sub-makes as argument
PWD := $(shell pwd)
modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
modules_install:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
clean:
rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
.PHONY: modules modules_install clean
4.载入模块
加载模块需要超级用户权限
-bash-3.2$ insmod ./hello.ko
程序的输出如果不出现在终端 则会写进 /var/log/syslog 文件中
-bash-3.2$ cat /var/log/syslog |grep world
Mar 16 12:14:53 shana kernel: [ 5937.529297] Hello, world
Mar 16 12:16:05 shana kernel: [ 6009.439036] Goodbye, cruel world
查看加载模块
-bash-3.2$ lsmod
删除模块
-bash-3.2$ rmmod hello
modprobe提供了模块依赖性分析，错误智能检查，错误报告以及许多其它功能和选项。强烈建议使用！
-bash-3.2$ modeprobe hello
下面转一下陈莉君老师博客的文章
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内核模块编程之入门
内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。
一、 什么是模块
模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成，用来实现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。
二、 编写一个简单的模块
模块和内核都在内核空间运行，模块编程在一定意义上说就是内核编程。因为内核版本的每次变化，其中的某些函数名也会相应地发生变化，因此模块编程与内核版本密切相关。
针对2.6内核
1．程序举例
hellomod.c
001
// hello world driver for Linux 2.6
004 #include
005 #include
006 #include
/* 必要的头文件*/
009 static int __init lkp_init( void )
010 {
011 printk("<1>Hello,World! from the kernel space...\n");
012 return 0;
013 }
015 static void __exit lkp_cleanup( void )
016 {
017 printk("<1>Goodbye, World! leaving kernel space...\n");
018 }
020 module_init(lkp_init);
021 module_exit(lkp_cleanup);
022 MODULE_LICENSE("GPL");
模块编程属于内核编程，因此，除了对内核相关知识有所了解外，还需要了解与模块相关的知识。
1．应用程序与内核模块的比较
为了加深对内核模块的了解，表一给出应用程序与内核模块程序的比较。
表一 应用程序与内核模块程序的比较
C语言应用程序 内核模块程序
使用函数 Libc库 内核函数
运行空间 用户空间 内核空间
运行权限 普通用户 超级用户
入口函数 main() module_init()
出口函数 exit() module_exit()
编译 Gcc –c Makefile
连接 Gcc insmod
运行 直接运行 insmod
调试
Gdb
kdbug, kdb,kgdb等
从表一我们可以看出，内核模块程序不能调用libc库中的函数，它运行在内核空间，且只有超级用户可以对其运行。另外，模块程序必须通过module_init()和module-exit()函数来告诉内核“我来了”和“我走了”。
2．内核符号表
如前所述，Linux内核是一个整体结构，像一个圆球，而模块是插入到内核中的插件。尽管内核不是一个可安装模块，但为了方便起见，Linux把内核也看作一个“母”模块。那么模块与模块之间如何进行交互呢，一种常用的方法就是共享变量和函数。但并不是模块中的每个变量和函数都能被共享，内核只把各个模块中主要的变量和函数放在一个特定的区段，这些变量和函数就统称为符号。到低哪些符号可以被共享？ Linux内核有自己的规定。对于内核这个特殊的母模块，在kernel/ksyms.c中定义了从中可以“移出”的符号，例如进程管理子系统可以“移出”的符号定义如下：
/* 进程管理 */
EXPORT_SYMBOL(do_mmap_pgoff);
EXPORT_SYMBOL(do_munmap);
EXPORT_SYMBOL(do_brk);
EXPORT_SYMBOL(exit_mm);
EXPORT_SYMBOL(schedule);
EXPORT_SYMBOL(jiffies);
EXPORT_SYMBOL(xtime);
你可能对这些变量和函数已经很熟悉。其中宏定义EXPORT_SYMBOL（）本身的含义是“移出符号”。为什么说是“移出”呢？因为这些符号本来是内核内部的符号，通过这个宏放在一个公开的地方，使得装入到内核中的其他模块可以引用它们。
实际上，仅仅知道这些符号的名字是不够的，还得知道它们在内核地址空间中的地址才有意义。因此，内核中定义了如下结构来描述模块的符号：
struct module_symbol
{
unsigned long value; ／*符号在内核地址空间中的地址*/
const char *name; /*符号名*/
};
我们可以从/proc/ksyms文件中读取所有内核模块“移出”的符号，这所有符号就形成内核符号表，其格式如下：
内存地址 符号名 ［所属模块］
在模块编程中，可以根据符号名从这个文件中检索出其对应的地址，然后直接访问该地址从而获得内核数据。第三列“所属模块”指符号所在的模块名，对于从内核这一母模块移出的符号，这一列为空。
模块加载后，2.4内核下可通过 /proc/ksyms、 2.6 内核下可通过/proc/kallsyms查看模块输出的内核符号
3．模块依赖
如前所述，内核符号表记录了所有模块可以访问的符号及相应的地址。当一个新的模块被装入内核后，它所申明的某些符号就会被登记到这个表中，而这些符号可能被其他模块所引用，这就引出了模块依赖这个问题。
一个模块A引用另一个模块B所移出的符号，我们就说模块B被模块A引用，或者说模块A依赖模块B。如果要链接模块A，必须先链接模块B。这种模块间相互依赖的关系就叫模块依赖。
4．模块引用计数器
为了确保模块安全地卸载，每个模块都有一个引用计数器。当执行模块所涉及的操作时就递增计数器，在操作结束时就递减这个计数器；另外，当模块B被模块A引用时，模块B的引用计数就递增，引用结束，计数器递减。什么时候可以卸载这个模块？当然只有这个计数器值为0的时候，例如，当一个文件系统还被安装在系统上时就不能将其卸载，当这个文件系统不再被使用时，引用计数器就为0，于是可以卸载。
四．模块编译
Linux 中最重要的软件开发工具是 GCC。GCC 是 GNU 的 C 和 C++ 编译器。但是，在大型的开发项目中，通常有几十到上百个的源文件，如果每次均手工键入 gcc 命令进行编译的话，则会非常不方便。因此，人们通常利用 make 工具来自动完成编译工作。利用这种自动编译可大大简化开发工作，避免不必要的重新编译。这些工作包括：如果仅修改了某几个源文件，则只重新编译这几个源文件；如果某个头文件被修改了，则重新编译所有包含该头文件的源文件。
1．编译工具make
实际上，make 工具通过一个称为 Makefile 的文件来完成并自动维护编译工作。Makefile 需要按照某种语法进行编写，其中说明了如何编译各个源文件并连接生成可执行文件，并定义了源文件之间的依赖关系。下面给出2.6 内核模块的Makefile模板（有点复杂，实在看不懂，可以仅作参考）
# Makefile2.6
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
#kbuild syntax. dependency relationshsip of files and target modules are listed here.
mymodule-objs := file1.o file2.o
obj-m := mymodule.o
else
PWD := $(shell pwd)
KVER ?= $(shell uname -r)
KDIR := /lib/modules/$(KVER)/build
all:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD)
clean:
rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions
endif
KERNELRELEASE是在内核源码的顶层Makefile中定义的一个变量，在第一次读取执行此Makefile时，KERNELRELEASE没有被定义， 所以make将读取执行else之后的内容。如果make的目标是clean，直接执行clean操作，然后结束。当make的目标为all时，-C $(KDIR) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile；M=$(PWD) 表明然后返回到当前目录继续读入、执行当前的Makefile。当从内核源码目录返回时，KERNELRELEASE已被被定义，kbuild也被启动去解析kbuild语法的语句，make将继续读取else之前的内容。
我们可以用KERNELRELEASE是否定义，来区别是在内核树内构造；还是在内核树外构造。
else之前的内容为kbuild语法的语句, 指明模块源码中各文件的依赖关系，以及要生成的目标模块名。mymodule-objs := file1.o file2.o表示mymoudule.o 由file1.o与file2.o 连接生成。obj-m := mymodule.o表示编译连接后将生成mymodule.o模块。
补充一点，"$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD)"与"$(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS =$(PWD)"的作用是等效的，后者是较老的使用方法。推荐使用M而不是SUBDIRS，前者更明确。
通过以上比较可以看到，从Makefile编写来看，在2.6内核下，内核模块编译不必定义复杂的CFLAGS，而且模块中各文件依赖关系的表示简洁清晰。
例如，要把第一部分中所提到的hellomod.c编译成一个模块，简单的使用GCC无法完成。最好写一个Makefile文件，内容如下（以后写其他模块的Makefile可以如法炮制，改变一下模块名字即可）
obj-m += hellomod.o
all:
make -C /usr/src/linux M=$(PWD) modules
clean:
make -C /usr/src/linux M=$(PWD) clean
在这里要特别说明的是，/usr/src/linux 中的Linux目录，因发布版不同而不同，比如在我安装的Ubuntu下为linux-headers-2.6.20.16-generic，因此，只需要建立一个针对Linux的符号链接就可以。
有了Makefile,执行make命令，会自动形成相关的后缀为.o和.ko文件。
到此，模块编译好了，该把它插入到内核了：
如：insmod hellomod.ko
是否插入成功可以通过dmesg命令查看，屏幕最后几行的输出就是你程序中输出的内容。
当不再模块需要时，可以通过rmmod命令移去。
modutils是管理内核模块的一个软件包。可以在任何获得内核源代码的地方获取Modutils(modutils-x.y.z.tar.gz)源代码，然后选择最高级别的patch.x.y.z等于或小于当前的内核版本，安装后在/sbin目录下就会有insomod、rmmod、ksyms、lsmod、modprobe等实用程序。当然，通常我们在加载Linux内核时，modutils已经被载入。
1．Insmod命令
调用insmod程序把需要插入的模块以目标代码的形式插入到内核中。在插入的时候，insmod自动调用init_module()函数运行。注意，只有超级用户才能使用这个命令，其命令格式为：
# insmod [path] modulename.c
2. rmmod命令
调用rmmod程序将已经插入内核的模块从内核中移出，rmmod会自动运行cleanup_module()函数，其命令格式为：
#rmmod [path] modulename.c
3．lsmod命令
调用lsmod程序将显示当前系统中正在使用的模块信息。实际上这个程序的功能就是读取/proc文件系统中的文件/proc/modules中的信息，其命令格式为：
#lsmod
4．ksyms命令
ksyms这个程序用来显示内核符号和模块符号表的信息。与lsmod相似，它的功能是读取/proc文件系统中的另一个文件/proc/kallsyms
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内核模块编程之进阶
编写带参数的中断模块
在此，我们将编写一个模块，其中有一个中断函数，当内核接收到某个 IRQ 上的一个中断时会调用它。先给出全部代码，读者自己调试，把对该程序的理解跟到本贴后面。
----------------------------------------
#include
#include
#include
static int irq;
static char *interface;
//MODULE_PARM_DESC(interface,"A network interface"); 2.4内核中该宏的用法
molule_parm(interface,charp,0644) //2.6内核中的宏
//MODULE_PARM_DESC(irq,"The IRQ of the network interface");
module_param(irq,int,0644);
static irqreturn_t myinterrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
static int mycount = 0;
if (mycount < 10) {
printk("Interrupt!\n");
mycount++;
}
return IRQ_NONE;
}
static int __init myirqtest_init(void)
{
printk ("My module worked!11111\n");
if (request_irq(irq, &myinterrupt, SA_SHIRQ,interface, &irq)) {
printk(KERN_ERR "myirqtest: cannot register IRQ %d\n", irq);
return -EIO;
}
printk("%s Request on IRQ %d succeeded\n",interface,irq);
return 0;
}
static void __exit myirqtest_exit(void)
{
printk ("Unloading my module.\n");
free_irq(irq, &irq);
printk("Freeing IRQ %d\n", irq);
return;
}
module_init(myirqtest_init);
module_exit(myirqtest_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
----------------------------------------
这里要说明的是，在插入模块时，可以带两个参数，例如
insmod myirq.ko interface=eth0 irq=9
其中 具体网卡 irq的值可以查看 cat /proc/interrupts
动手吧！以此为例，可以设计出各种各样有价值的内核模块，贴出来体验分享的快乐吧。
在上一部分“编写带有参数的中断模块”中，这个看似简单的程序，你调试并运行以后思考了哪些方面的问题？
（1）给模块传递参数，使得这个模块的扩展和应用有了空间,例如，在我的机器上查看/proc/interrupts
CPU0
0: 10655925 IO-APIC-edge timer
1: 9148 IO-APIC-edge i8042
6: 4 I O-APIC-edge floppy
7: 0 IO-APIC-edge parport0
8: 3 IO-APIC-edge rtc
9: 0 IO-APIC-fasteoi acpi
12: 41970 IO-APIC-edge i8042
15: 106157 IO-APIC-edge ide1
16: 57823 IO-APIC-fasteoi ioc0
17: 8090 IO-APIC-fasteoi eth0
18: 245 IO-APIC-fasteoi uhci_hcd:usb1, Ensoniq AudioPCI, usb
NMI: 0
LOC: 10249542
ERR: 0
MIS: 0
然后，在插入模块时，你对每个中断都作为参数试运行一下，看看会出现什么问题？思考一下irq为0,3等值时，
为什么插入失败？这就引出中断的共享和非共享问题，从而促使你分析Linux对共享的中断到底如何处理，
共享同一个中断号的中断处理程序到底如何执行？
2. 对于myinterrupt（）函数，可以进行怎样的改进，使得这个自定义的中断处理程序变得有实际意义？
static irqreturn_t myinterrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
static int mycount = 0;
if (mycount < 10) {
printk("Interrupt!\n");
mycount++;
}
return IRQ_NONE;
}
比如，对于网卡中断，在此收集每一次中断发生时，从网卡接收到的数据，把其存入到文件中。以此思路，随你考虑应用场景了。
3. 模块机制给Linux内核的扩展和应用提供了方便的入口，在我们内核之旅
的电子杂志部分，针对内核相关的内容，每一部分都有相对比较实际的内核应用题目，感兴趣者可以去实践，
前提是对内核相关内容的彻透理解。
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